ไขมัน bilayer ที่รองรับถูกใช้เป็นแผงวงจรเคมีเพื่อดำเนินการคำนวณโมเลกุลด้วยเครือข่ายของอนุภาคนาโน การทำงานของตรรกะของอนุภาคนาโนได้รับการตรวจสอบโดยการกระเจิงการเปลี่ยนแปลงสีของอนุภาคนาโนโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบสนามมืด และวิเคราะห์โดยซอฟต์แวร์สร้างภาพอนุภาคนาโนที่สร้างขึ้นเอง ประตูลอจิกของอนุภาคนาโนใช้สายดีเอ็นเอในสารละลายเป็นอินพุตและสร้างเหตุการณ์
การประกอบหรือการแยกชิ้นส่วน
ของอนุภาคนาโนเป็นเอาต์พุต “ลิปิดนาโนแท็บเล็ต” ใหม่ที่คล้ายกับเมมเบรนของเซลล์ชีวภาพในลักษณะที่มันทำงานสามารถดำเนินการตรรกะบูลีนได้ อุปกรณ์นี้ทำจากอนุภาคนาโนที่ทำหน้าที่ด้วยลิแกนด์เคมีบนพื้นผิวของ DNA ซึ่งทำหน้าที่เป็นหน่วยคำนวณที่ผูกติดกับแผงวงจรไขมัน bilayer มันสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลายอย่าง เช่น การคำนวณทางชีวภาพ นาโนโรโบติกส์ นาโนเทคโนโลยีดีเอ็นเอ อินเทอร์เฟซชีวภาพ และเซ็นเซอร์ไบโอเซนเซอร์อัจฉริยะ
Jwa-Min Namจากมหาวิทยาลัยแห่งชาติโซล (SNU) อธิบาย “โดยธรรมชาติแล้ว เยื่อหุ้มเซลล์จะคล้ายกับแผงวงจร เนื่องจากพวกมันจัดโครงสร้างนาโนทางชีวภาพที่หลากหลาย (เช่น โปรตีน) ให้เป็นหน่วยที่สามารถคิดได้ว่าเป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก” ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษาวิจัยครั้งนี้ เยื่อหุ้มเซลล์แบ่งส่วนโปรตีนเพื่อให้แยกออกจากของเหลวนอกเซลล์ที่มีข้อมูลสำคัญสำหรับการทำงานที่สำคัญ ตัวรับโปรตีนแต่ละตัวใช้ตัวชี้นำทางเคมีและกายภาพ (ซึ่งอาจเป็นกระบวนการ เช่น การจับลิแกนด์หรือการเปลี่ยนแปลงแรงดันของเมมเบรน) จากสภาพแวดล้อมเป็นปัจจัยการผลิตแล้วสร้างเอาต์พุต สิ่งเหล่านี้อาจเป็นการเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างหรือปฏิกิริยาไดเมอไรเซชัน/การแยกตัวออก เป็นต้น
“โครงสร้างนาโนเหล่านี้ช่วยให้เมมเบรนโต้ตอบกันแบบไดนามิกและทำหน้าที่ที่ซับซ้อนเป็นเครือข่าย” Nam กล่าว “กระบวนการ ‘คอมพิวเตอร์ชีวภาพ’ ที่พวกเขาดำเนินการนั้นขนานกันอย่างหนาแน่นและเป็นกุญแจสำคัญในการปรับระบบชีวิตให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมของพวกเขา”
แผงวงจรเมมเบรนเซลล์สังเคราะห์
lipid bilayer ของ Nam และเพื่อนร่วมงานเป็นไปตามเจตนาและวัตถุประสงค์ของแผงวงจรเยื่อหุ้มเซลล์สังเคราะห์ซึ่งโครงสร้างนาโนของการประมวลผลข้อมูลจะถูกผูกไว้โดยใช้ชีวโมเลกุล ในงานของพวกเขา พวกเขาใช้อนุภาคนาโนพลาสโมนิกที่กระจายแสงเป็นส่วนประกอบวงจร (แทนที่จะเป็นโปรตีน) และ DNA เป็นลิแกนด์ที่พื้นผิว เพื่อทำการคำนวณ พวกเขาจะตั้งโปรแกรมวิธีที่อนุภาคนาโนที่ผูกไว้มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันโดยใช้ลิแกนด์พื้นผิว
เมื่อวางในสารละลายที่มีสายดีเอ็นเอ หน่วยคำนวณจะเปลี่ยนโครงสร้างเมื่อสัมผัสถึงโมเลกุลเหล่านี้ นี่คือสัญญาณอินพุตสำหรับประตูลอจิกอนุภาคนาโนเดี่ยวที่ทริกเกอร์การประกอบและการแยกชิ้นส่วนของอนุภาคเป็นเอาต์พุต นักวิจัยใช้กล้องจุลทรรศน์สนามมืดที่มีความละเอียดสูง ซึ่งตรวจจับสัญญาณการกระเจิงแสงที่แรงและเสถียรจากอนุภาคนาโนเพื่อติดตามพวกมันและปฏิกิริยาของพวกมัน
ทีม SNU กล่าวว่ายังสามารถจับคู่หน่วยคำนวณอนุภาคนาโนหลายหน่วยเข้ากับเครือข่ายปฏิกิริยาและด้วยเหตุนี้จึงเชื่อมต่อลอจิกเกตจำนวนหนึ่งเข้ากับวงจรแบบผสมผสานเช่นมัลติเพล็กเซอร์สำหรับการประมวลผลข้อมูลที่ซับซ้อนมากขึ้น “โดยใช้วิธีการนี้ ซึ่งเราเรียกว่า ‘การเขียนโปรแกรมอินเทอร์เฟซ’ เราแสดงให้เห็นว่าอนุภาคนาโนคู่หนึ่งบน lipid bilayer สามารถดำเนินการ AND, OR และ INHIBIT โดยใช้อินพุตหลายตัว (‘fan-in’) และสร้างเอาต์พุตหลายรายการ ( ‘fan-out’)” นัมกล่าว
สถาปัตยกรรมที่ปรับขนาดได้เป้าหมายหนึ่งในงานนี้คือการใช้อนุภาคนาโนแต่ละตัวเพื่อเชื่อมโยงชิ้นส่วนนาโน “แนวคิดของเราพิสูจน์ให้เห็นว่าเราสามารถใช้การคำนวณแบบแยกส่วนและโมเลกุล (ในกรณีนี้คือ DNA) กับอนุภาคนาโนได้อย่างน่าเชื่อถือเป็นครั้งแรก” เขากล่าวกับPhysics World
สถาปัตยกรรมที่ปรับขนาดได้ดังกล่าว
ยังขาดอยู่จนถึงขณะนี้เนื่องจากความยากลำบากในการเดินสายลอจิกเกตหลายตัวเข้ากับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่ในโซลูชัน – อินพุต ลอจิกเกต และเอาต์พุตทั้งหมดกระจายไปรอบ ๆ และในทุกทิศทางอย่างไม่สามารถควบคุมได้” อันที่จริง การคำนวณด้วยนาโนไบโอคอมพิวติ้งก่อนหน้านี้ถูกจำกัดให้ทำงานเชิงตรรกะอย่างง่ายเพียงหนึ่งครั้งต่อหลอดทดลอง เนื่องจากขาดการแบ่งส่วนหรืออาศัยวงจรโมเลกุลที่มีเอนไซม์เป็นพื้นฐานที่ซับซ้อนในสารละลาย การปล่อยอนุภาคนาโนหมายความว่าพวกมันถูกจัดเรียงจากสารละลายที่อยู่ในนั้นและสามารถโต้ตอบกันได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น – เนื่องจากพวกมันกระจายไปทั่วพื้นผิวของ lipid bilayer ดังนั้นจึงสามารถควบคุมได้ Nam กล่าว
ข้อได้เปรียบของแนวทางใหม่นี้คือตอนนี้ควรจะเป็นไปได้ที่จะรวมอนุภาคนาโนที่หลากหลายด้วยคุณสมบัติที่แท้จริงของพวกมัน เช่น คุณสมบัติของโฟโตนิก ตัวเร่งปฏิกิริยา ความร้อนจากแสง ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ ไฟฟ้า แม่เหล็ก และวัสดุ เข้าไปใน lipid nanotablet
“ด้วยวิธีนี้ เราสามารถออกแบบเครือข่ายอนุภาค (แต่ละตัวมีคุณสมบัติเฉพาะของตัวเอง) เพื่อตอบสนองต่อข้อมูลโมเลกุลภายนอกบนแพลตฟอร์มดังกล่าวโดยอัตโนมัติ” Nam อธิบาย “ความสามารถในการควบคุมเครือข่ายอนุภาคนาโนเหล่านี้ด้วยวิธีการที่ตั้งโปรแกรมไว้จะเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับการพัฒนาแอปพลิเคชัน เช่น เซ็นเซอร์อัจฉริยะ การวินิจฉัยระดับโมเลกุลที่แม่นยำ และหุ่นยนต์นาโนสำหรับสภาพแวดล้อมทางชีววิทยา นอกจากนี้เรายังจะสามารถสร้างอินเทอร์เฟซนาโนชีวภาพและระบบไฮบริดทางชีวภาพที่ไม่สามารถเข้าถึงได้จนถึงตอนนี้”
โครงสร้างheterostructures ในงานที่รายงานโดย Wang และเพื่อนร่วมงาน ซึ่งบางคนเคยร่วมงานกับ Wu, Li และเพื่อนร่วมงานด้วย คือ WSe 2 /WS 2 ที่ ถูก ห่อหุ้มด้วยโบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยม การทดลองเหล่านี้รวมถึงหน้าสัมผัสกราฟีนสองสามชั้นเพื่อสังเกตผลของการปรับจูนพาหะยาสลบด้วยสนามไฟฟ้าที่ใช้ พวกเขาสังเกตจุดสูงสุดของการปล่อยก๊าซที่พลังงานที่สูงขึ้นเล็กน้อยสามระดับที่อ่อนตัวลงและหายไปในที่สุดเมื่อมุมระหว่างชั้นเพิ่มขึ้นเกิน 3° พวกเขาสังเกตว่าตัวอย่างที่น่าตื่นเต้นที่พลังงานสูงสุดของการปล่อยทั้งสามนี้นำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งของการปล่อยสาร exciton ระหว่างชั้นที่ 1.409 eV
ซึ่งพวกเขาแนะนำว่าทั้งสามพีคเกิดขึ้นจาก WSe 2 / WS 2 ที่คู่กันอย่างแน่นหนาheterostructure มากกว่าจากหลายโดเมนที่แยกจากกัน นอกจากนี้ พวกเขายังสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงสีน้ำเงินอย่างแรงในพลังงาน exciton เมื่อยาสลบเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลต่อยอดทั้งหมดในทำนองเดียวกัน ผลกระทบนี้ไม่ได้สังเกตพบในชั้นเดียวของวัสดุและไม่สามารถอธิบายได้ด้วยปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนกับ exciton ที่จัดตั้งขึ้นในชั้นเดียว
โดยส่วนตัวแล้ว ข้าพเจ้า Michał Czepkiewicz ต้องการศึกษาหัวข้อนี้ในโปแลนด์และประเทศอื่นๆ ในยุโรปตะวันออก มีความคิดที่จะไล่ตามตะวันตกในแง่ของค่าจ้าง โครงสร้างพื้นฐาน และการบริโภคมาเป็นเวลานาน ความจริงก็คือเราได้บรรลุระดับการบริโภคที่ใกล้เคียงกับประเทศตะวันตกมากแล้ว อย่างน้อยเมื่อเทียบกับประเทศอื่นๆ ในโลก และเหนือกว่าระดับการบริโภคที่ยั่งยืน คงจะดีถ้าคนในโปแลนด์ตระหนักว่าเราบริโภคมากเกินไป ไม่น้อยเกินไป เช่นเดียวกับประเทศอื่นๆ ในโลกที่พัฒนาแล้ว
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย
